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关键词： 制梁台座   地基差异沉降   数值模拟   沉降观测  

摘要： 针对制梁台座地基差异沉降有可能影响预制梁体制作质量的技术问题,依托实际工程,首先基于现场平板载荷试验明确了地基加固的必要性,然后结合拟采用的CFG桩地基加固措施,考虑梁体制作过程,并利用有限元软件PLAXIS计算分析了制梁台座下地基沉降量,最后提出控制台座不均匀沉降的相关技术措施。研究结果表明:梁体预应力未张拉时,制梁台座受均布荷载,此时台座底部地基土承担较多荷载,最大沉降出现在台座中间区域的下部地基中,两侧则相对较小,由于荷载均匀分布,上部结构变形较小;梁体预应力张拉后,梁体自重荷载开始向台座两侧端部集中,此时最大沉降出现在台座的两端,中间区域由于基本不受荷载作用,附加沉降较小,制梁台座产生不均匀沉降,如控制不利,将影响梁体制作质量。此研究方法与结论可为类似工程提供借鉴。

关键词： 旋风分离器   流场   数值模拟   分离效率   压降  

摘要： 为了直观模拟旋风气水分离器内流场并评估分离性能,以伊普思实业有限公司旋风分离器为例,运用Fluent软件对其进行全三维数值模拟。选择雷诺应力湍流模型得出旋风分离器内部气水两相流的运动情况和分布规律,并详细分析了不同工况和分离器尺寸对进出口压降和分离效率的影响。结果表明:在起旋器的导向作用下,压缩空气螺旋向下运动,形成外旋流,随后向中间区域聚集,从出口排出,对于10μm及以上的大颗粒液滴,分离效率接近100%。入口流量和管径对进出口压降影响较大,对于流量较大的工况,适当增加分离器高度或管径有利于降低进出口压降。

关键词： 露天转地下   上向进路式分层充填法   挂帮矿   数值模拟   回采顺序   稳定性分析  

摘要： 为充分回收挂帮矿资源,达到挂帮矿安全回收的目的,以四川大陆槽稀土矿开采为工程背景,提出采用上向进路式分层充填方式开采,通过高强度充填体保证边坡稳定性。采用数值模拟方法,验证上向进路式分层充填方式开采的合理性,分析不同分区回采顺序下的边坡变形位移程度,优化挂帮矿回采顺序,并对回采过程稳定性进行分步验证。研究结果表明:露天边坡的安全系数由1.293降低至1.256,但仍在安全范围内,边坡不会发生大规模失稳;相较于其他回采顺序,方案2(区域2→区域1→区域3)发生的位移变形最小,对边坡稳定性影响较弱;回采分步验证出现集中塑性区域,但面积较小,不会发生大面积破坏。研究成果可为类似矿山挂帮矿安全回采提供一定指导与参考。

关键词： 太阳能电池等效电路   多物理场仿真   数值模拟   修正节点法   牛顿法  

摘要： 当前,在太阳能电池仿真领域,普遍采用漂移扩散和等效电路模型相结合的方法预测太阳能电池的性能并提供优化方案.但是,等效电路模型无法精确量化各复合损失对太阳能电池效率的影响,同时由于节点数限制,SPICE等商业软件亦无法对大规模太阳能电池组件进行高效仿真。针对任意太阳能电池组件仿真,该文提出了四参数等效电路模型和基于修正节点法、多维牛顿法的电路仿真算法,并在非线性元件等效、多维牛顿迭代、约束条件等方面进行数值优化,实现了高精度快速仿真。

关键词： 热-流-固耦合   青海共和干热岩   采热效率   数值模拟  

摘要： 建立了热-流-固全耦合模型,考虑了流体压力变化和温度变化引起的储层变形、受储层变形影响的储层孔隙率、渗透率和断层裂隙开度、受温度控制的流体性质(密度、黏度等)和流体流动引起的热传导,以青海共和GR1井为例,研究了定流量和定压力两种典型生产模式下,储层渗透率、断层渗透类型对于地热资源(干热岩)开发过程的影响。研究结果表明:(1)定压力生产模式下,阻隔型断层降低了地热开采效率,提升热储层渗透率可以大幅度提高地热开采效率,但是过高的渗透率会造成资源浪费,不利于持续性开采;(2)定流量生产模式下,地质因素对地热开采效率的影响很小,开采效率主要由注采速率决定;(3)从安全角度看,在定流量模式下,过小的渗透率和阻隔型断层会引起很大的孔隙压力响应,导致一系列施工安全问题;(4)对于青海共和地区的地热开采,应综合考虑开采效率和施工安全,建议若采用定压生产模式,需将储层渗透率改造至1×10^(-13)—1×10^(-12)m^(2)的范围内,若采用定流生产模式,需将储层渗透率改造为1×10^(-13)m^(2)以上,且两种生产模式都应避免注水井与生产井之间存在阻隔型断层。

关键词： 结焦特性   高灰分生活垃圾   结焦预测   数值模拟  

摘要： 针对村镇生活垃圾灰分含量高、热值低、焚烧发电过程易结焦等问题,本文以河北保定涞水某日处理量为500 t的机械炉排垃圾焚烧炉为研究对象,通过对村镇生活垃圾进行采样分析,探究其组分特点。对垃圾焚烧炉内飞灰、炉底渣、喉口壁面焦块以及垃圾中的灰土成分进行采样并测量其灰熔点。基于垃圾焚烧炉结构特征以及当地生活垃圾组分和热值,采用FLIC和Ansys Fluent软件模拟了沿炉排运动方向水分蒸发、挥发分释放、挥发分燃烧和焦炭焚烧过程,以及炉膛内温度场、速度场和浓度场的分布情况,并与实测数据进行对比分析。结合炉膛内的结焦部位、焦块形状和结焦程度,分析了影响垃圾焚烧炉结焦的主要因素,并通过调整前、后拱二次风配比来降低设备结焦的风险与程度。灰熔点测试结果表明,其中3种炉内灰样的半球温度与流动温度均接近1200℃,略低于灰土成分以及处理后的飞灰。炉内焦样中主要成分是辉石,占比51%;其次是钙(钠)长石与透长石,共占30%。模拟结果表明,前拱风速与后拱风速分别为41 m/s与38 m/s时,炉内喉口与前后拱区域气体流场与温度场分布最均匀,气体对前拱的冲刷与喉口处的回流区现象好转,对结焦现象的抑制效果最好。研究成果对于预测和减缓垃圾焚烧炉结焦、提高锅炉热效率和运行经济性等,具有重要的指导意义和工程应用价值。

关键词： 城际铁路   深埋高水头   复合型密封垫   防水性能   数值模拟  

摘要： 城际铁路受地形条件制约,盾构隧道工程常处于深埋高水头环境中。盾构管片密封垫的防水效果是影响工程质量的重要因素,文章依托深大城际铁路大运站—坪山站区间工程,采用ABAQUS有限元分析软件研究盾构管片密封垫的构型、接缝张开量及错台量对接头防水的影响,并开展室内浸水试验测试密封垫的防水性能。研究结果表明:密封垫数值模拟结果与室内试验规律基本一致,密封垫防水性能受到材料组成、接缝张开量、错台量等因素的综合影响,受材料组成的影响最为显著,复合式密封垫防水效果较单一材料密封垫好;随着接缝张开量、错台量的增大,密封垫的防水效果急剧下降,密封垫错台10 mm、张开6 mm为控制工况,张开量、错台量超过控制工况则不满足防水要求。

关键词： 高温热管   涡轮导叶   计算流体力学   减阻结构设计  

摘要： 为了提高热管型涡轮导叶的热防护效能,根据实际叶片及涵道尺寸对涡轮导叶热管建立了1∶1数值仿真模型,并通过扭转叶片角度、改变截面形状等手段对冷凝段结构进行优化。采用源项添加法分别对优化前后的两种涡轮导叶进行数值模拟,得到热管内部以及涵道气体的物理场并加以比较。研究结果表明,优化后的结构在降低外涵道压降的同时,提高了冷凝段换热面积。外涵道进出口压降仅为优化前的48%,优化后冷凝段换热面积扩大了10倍,叶片热端平均温度比优化前降低了239K,热防护效果有所提升,所提出的优化结构相比于传统结构对发动机性能的影响更小。

关键词： 盾构隧道   下穿施工   沉降变形   加固效果   数值模拟  

摘要： 依托成都轨道交通13号线杜甫草堂~青羊宫区间隧道工程,针对盾构下穿既有建筑物的特殊工况,利用FLAC^(3D)数值计算软件研究计算了盾构穿越施工过程的地面沉降及既有结构的沉降变形,并对地层注浆加固效果进行了分析。研究结果表明:(1)盾构下穿施工时,地表沉降值具有“滞后效应”;右线开挖完全时地表沉降达到最大,最大值约为4cm。(2)盾构下穿施工各个阶段地表沉降值不断增大,先穿越一侧的受影响程度和范围大于后穿越一侧。(3)不对地层进行加固的情况下,既有建筑物的沉降最大值出现在双线隧道完全开挖后,靠近盾构隧道的一侧沉降量比另一侧大1.5mm,建筑物存在不均匀沉降,影响结构安全。(4)注浆加固后,右线隧道开挖至建筑物中段工况下,地表最大沉降其相比加固前减少28.6%,建筑物最大沉降值降低至3.1mm,加固措施具有很好的工程效果。

关键词： 采空区   应力场   裂隙场   数值模拟  

摘要： 采用离散元分析软件3DEC模拟工作面回采过程,分析采空区上覆岩层应力场分布及演化特征。研究发现,在煤层上部0.59~9.59 m内,采空区两侧的煤柱与中部压实区域共同对上覆岩层提供了支撑,导致该区域应力水平相对较高,普遍维持在约50 MPa。随着与煤层距离的增加,两侧煤柱所承受的应力逐渐降低。同时,采空区中部由于受到回采活动的影响,出现了明显的卸压现象,压实区域减小,部分岩层受到拉伸作用,应力值由负转正。此外,回采过程中采动造成的裂隙发育呈现规律性,为气水流动提供了通道。冒落带主要由碎块状岩石组成,呈现出无规则堆积特征。回采结束后,采空区上覆岩石的垮落导致上部岩层逐步垮落并压实,与采空区前后的煤柱共同对上覆岩层起到了支撑作用。